ICL7107是一種能直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示器的3音位單片A／D轉(zhuǎn)換器．用它組裝成韻各種數(shù)字化電壓表和電流表，具有外圍元件少．接線簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，配上不同的傳感器后，可用于測量溫度、壓力、流量等非電量。為了擴(kuò)大ICL7107A／D轉(zhuǎn)換器的功能，如將數(shù)據(jù)打印出來，利用其數(shù)據(jù)進(jìn)行各種控制，就必須將7107輸出筆劃信號(hào)通過反譯碼器CH294轉(zhuǎn)換成BCD碼。

　　轉(zhuǎn)換器ICL7107功能與特點(diǎn)

　?、買CL7107是31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMoS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉(zhuǎn)換精度為0.05士1個(gè)字。

　　②能直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN。

　　③在芯片內(nèi)部從V+與COM之間有一個(gè)穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓VREF。

　?、苣芡ㄟ^內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性顯示功能。⑤輸入阻抗高，對輸入信號(hào)無衰減作用。

　?、拚麢C(jī)組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流數(shù)字電壓表頭。

　?、咴胍舻?，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長。⑧芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。

　?、岵辉O(shè)有一專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。使用時(shí)可將LED共陽極數(shù)數(shù)碼管公共陽極接V+.⑩可以方便的進(jìn)行功能檢查。

　　圖1ICL7107的引腳圖及典型電路。

　?。?）ICL7107引腳功能及主要電氣參數(shù)V＋和V-分別為電源的正極和負(fù)極，

　　au-gu，aT-gT，aH-gH：分別為個(gè)位、十位、百位筆畫的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接個(gè)位、十位、百位LED顯示器的相應(yīng)筆畫電極。

　　Bck：千位筆畫驅(qū)動(dòng)信號(hào)。接千位LEO顯示器的相應(yīng)的筆畫電極。PM：液晶顯示器背面公共電極的驅(qū)動(dòng)端，簡稱背電極。

　　Oscl-OSc3：時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器。第38腳至第40腳電容量的選擇是根據(jù)下列公式來決定：Fosl=0.45/RC

　　COM：模擬信號(hào)公共端，簡稱“模擬地”，使用時(shí)一般與輸入信號(hào)的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連。TEST：測試端，該端經(jīng)過500歐姆電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱“邏輯地”或“數(shù)字地”。VREF＋VREF-：基準(zhǔn)電壓正負(fù)端。CREF：外接基準(zhǔn)電容端。

　　INT：27是一個(gè)積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件IN＋和IN-：模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端和負(fù)端。

　　AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容CAz。如果應(yīng)用在200mV滿刻度的場合是使用0.47μF，而2V滿刻度是0.047μF。

　　BUF：緩沖放大器輸出端，接積分電阻Rint。其輸出級(jí)的無功電流（idlingcurrent）是100μA，而緩沖器與積分器能夠供給20μA的驅(qū)動(dòng)電流，從此腳接一個(gè)Rint至積分電容器，其值在滿刻度200mV時(shí)選用47K，而2V滿刻度則使用470K。ICL7107主要參數(shù)：電源電壓

　　ICL7107V+toGND6V溫度范圍0℃to70℃

　　ICL7107V-toGND-9V熱電阻PDIP封裝qJA（℃/W）50MQFP封裝80

　　模擬輸入電壓V+toV-最大結(jié)溫150℃參考輸入電壓V+toV-最高儲(chǔ)存溫度范圍-65℃to150℃時(shí)鐘輸入GNDtoV+

　　其振蕩周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC。

　　ICL7107工作原理

　　計(jì)數(shù)器對反向積分過程的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。控制邏輯包括分頻器、譯碼器、相位驅(qū)動(dòng)器、控制器和鎖存器。

　　分頻器用來對時(shí)鐘脈沖逐漸分頻，得到所需的計(jì)數(shù)脈沖fc和共陽極LED數(shù)碼管公共電極所需的方波信號(hào)fc。

　　譯碼器為BCD-7段譯碼器，將計(jì)數(shù)器的BCD碼譯成LED數(shù)碼管七段筆畫組成數(shù)字的相應(yīng)編碼。驅(qū)動(dòng)器是將譯碼器輸出對應(yīng)于共陽極數(shù)碼管七段筆畫的邏輯電平變成驅(qū)動(dòng)相應(yīng)筆畫的方波。

　　控制器的作用有三個(gè)：第一，識(shí)別積分器的工作狀態(tài)，適時(shí)發(fā)出控制信號(hào)，使各模擬開關(guān)接通或斷開，A/D轉(zhuǎn)換器能循環(huán)進(jìn)行。第二，識(shí)別輸入電壓極性，控制LED數(shù)碼管的負(fù)號(hào)顯示。第二，當(dāng)輸入電壓超量限時(shí)發(fā)出溢出信號(hào)，使千位顯示“1“，其余碼全部熄滅。

　　釣鎖存器用來存放A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果，鎖存器的輸出經(jīng)譯碼器后驅(qū)動(dòng)LED。它的每個(gè)測量周期自動(dòng)調(diào)零（AZ）、信號(hào)積分（INT）和反向積分（DE）三個(gè)階段。第一階段：自動(dòng)調(diào)零階段AZ

　　轉(zhuǎn)換開始前（轉(zhuǎn)換控制信號(hào)VL=0），先將計(jì)時(shí)器清零，并接通開關(guān)S0，使積分電容C完全放電。第二階段：信號(hào)積分INT

　　令開關(guān)S1合到輸入信號(hào)V1一側(cè)，積分器對V1進(jìn)行固定時(shí)間Tl的積分，積分結(jié)果為：

　　上式說明，在Tl固定條件下V0與Vl成正比。第三階段：反向積分DE

　　令開關(guān)S1轉(zhuǎn)至參考電壓VREF一側(cè)，積分器反向積分。如果積分器的輸出電壓上升至必零時(shí)，所經(jīng)過的積分時(shí)間T2則可得，故可得到，

　　可見，反向積分到V0=0這段時(shí)間T2與Vl成正比。令時(shí)鐘脈沖CD的周期為Tc，計(jì)數(shù)扔器在T2時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)值為N得：T2=NTc代入上式得：

　　分析可知：T1，Tc，VREF固定不變，計(jì)數(shù)值N僅與VIN成正比，實(shí)現(xiàn)了模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)變。下面介紹A/D轉(zhuǎn)化過程的時(shí)間分配。假設(shè)時(shí)鐘脈沖頻率為40KHz，每個(gè)周期為4000Tc，如圖3所示，每個(gè)測量周期中三個(gè)階段工作自動(dòng)循環(huán)。

　　圖3雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的電壓波形圖各階段時(shí)間分配如下